Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Флюс для пайки — вещество или смесь веществ, без которых получить качественное паяное соединение практически невозможно. Его задача — химически удалить оксидную плёнку с поверхности металла, снизить поверхностное натяжение жидкого припоя и защитить зону пайки от окисления в момент нагрева. Правильный выбор вида флюса напрямую определяет прочность соединения, его долговечность и объём работ по последующей очистке.
Любой металл на открытом воздухе покрыт тонким слоем оксидов. Медь окисляется за секунды при нагреве, сталь — ещё быстрее. Эта плёнка химически инертна к расплавленному припою: он не смачивает поверхность, собирается в шарики и не образует надёжного соединения.
Флюс решает проблему тремя механизмами одновременно. Его активные компоненты вступают в реакцию с оксидами металла и переводят их в растворимые соли или комплексы, которые вытесняются расплавленным припоем. Одновременно флюс снижает поверхностное натяжение расплава, обеспечивая равномерное растекание и затекание в зазор. Жидкая плёнка флюса экранирует нагретый металл от кислорода воздуха, предотвращая образование новых оксидов до кристаллизации соединения.
Согласно ГОСТ 17325-79 «Пайка и лужение. Основные термины и определения» (действующий), паяльный флюс — вспомогательный материал, применяемый для удаления оксидов с паяемых поверхностей и припоя, снижения поверхностного натяжения расплавленного припоя и защиты поверхностей от окисления в процессе пайки.
В России действует ГОСТ 19250-73 «Флюсы паяльные. Классификация» (действующий, ограничение срока действия снято в 1989 году). Стандарт разделяет паяльные флюсы по пяти независимым признакам.
Для электронной промышленности применяется международный стандарт IPC J-STD-004C «Requirements for Soldering Fluxes» (актуальная редакция C с поправкой 1). Он описывает четыре базовых класса по составу нелетучей части флюса: RO — натуральная канифоль, RE — синтетическая смола, OR — органическая основа (не канифоль и не смола), IN — неорганическая основа.
К обозначению добавляют уровень активности — L (низкий), M (средний), H (высокий) — и признак содержания галогенидов: 0 (не обнаруживаются в пределах порогового значения) или 1 (обнаруживаются). Маркировка ROL0 означает: канифольный флюс, низкая активность, галогениды не обнаружены — классический вариант для ответственной электроники и основной класс флюсов no-clean.
Канифоль — твёрдая природная смола, состоящая преимущественно из смоляных кислот (75–95 %), главная из которых — абиетиновая кислота (C₁₉H₂₉COOH). В расплавленном состоянии (температура активности от 150 °C) смоляные кислоты реагируют с оксидами меди и олова, переводя их в растворимые резинаты. При температуре около 250 °C канифоль начинает кипеть и разлагаться, поэтому рабочий диапазон составляет примерно 150–250 °C.
Нейтральная канифоль (R) пригодна только для химически чистых, недавно залуженных поверхностей. Слабоактивированная (RMA) содержит небольшое количество органических активаторов — применяется на умеренно окисленных поверхностях меди, латуни, бронзы. Активированная (RA) используется на более проблемных поверхностях, но требует последующей отмывки. Остатки нейтральных и слабоактивированных канифольных флюсов диэлектричны и в стандартных условиях не вызывают коррозии — это основной класс флюсов для монтажа электронных компонентов.
Основа — органические кислоты: молочная, лимонная, адипиновая, а также амины и аминогидрохлориды. Обладают высокой активностью и надёжно удаляют оксиды меди, латуни, бронзы, никелированных поверхностей при температурах, характерных для низкотемпературной пайки. После пайки остатки обязательно удаляются горячей деионизированной водой: органические кислоты при комнатной температуре продолжают медленную коррозионную активность на металле. Флюсы на основе ортофосфорной кислоты применяются для пайки медных трубопроводов в сантехнических системах.
Паяльная кислота — водный раствор хлорида цинка ZnCl₂, нередко с добавлением хлорида аммония NH₄Cl (нашатырь). Один из наиболее агрессивных составов: растворяет оксиды железа, нержавеющих сталей, оцинкованных поверхностей и цветных металлов. Незаменим при пайке чёрных металлов и оцинкованных конструкций. Остатки хлоридов вызывают интенсивную электрохимическую коррозию металла и припоя: зону пайки немедленно промывают водой и нейтрализуют раствором пищевой соды. Применение в электронике категорически недопустимо.
Бура (декагидрат тетрабората натрия Na₂B₄O₇·10H₂O) и борная кислота H₃BO₃ — стандартные высокотемпературные флюсы. Бура плавится при температуре около 741 °C (безводная форма) и превращается в стеклообразную массу, которая растворяет оксиды металлов и защищает зону пайки. Их смеси применяются при пайке железа, низкоуглеродистой стали, меди, бронзы, латуни медными, медно-цинковыми и серебряными припоями при температурах 800–1150 °C. Смесь буры и борной кислоты в соотношении 1:1 по массе — стандартный рецепт борного флюса для высокотемпературной пайки конструкционных сталей твёрдыми серебряными припоями. Остатки буры после пайки удаляют механически (щёткой) или промывкой горячей водой.
Алюминий покрыт оксидной плёнкой Al₂O₃ с высокой химической стойкостью — канифольные и обычные кислотные флюсы с ней не справляются. Применяют специализированные составы двух типов. Для низкотемпературной пайки (150–320 °C) — органические флюсы на основе высших жирных кислот и их аминных солей (марки Ф59А, Ф61А, Ф64). Для высокотемпературной пайки (от 450 °C) — хлоридно-фторидные флюсы сложного состава, например флюс марки 34А (хлорид калия 50 %, хлорид лития 32 %, фторид натрия 10 %, хлорид цинка 8 %). Остатки всех алюминиевых флюсов удаляются незамедлительно после остывания: хлориды и фториды вызывают быструю коррозию алюминиевых сплавов.
Нержавеющая сталь требует специальных составов. Для низкотемпературной пайки оловянно-свинцовыми или бессвинцовыми припоями (до 400 °C) применяют активные флюсы на основе ортофосфорной кислоты. Для высокотемпературной пайки серебряными припоями используют флюсы на боридно-галогенидной и фторборатной основах по ГОСТ 23178-78 «Флюсы паяльные высокотемпературные фторборатно- и боридно-галогенидные» (действующий), предназначенные для нержавеющих и конструкционных сталей, меди и жаропрочных сплавов. Стандартные канифольные флюсы для нержавеющей стали непригодны.
Деление на активные и нейтральные — ключевое для практики. Оно отражает поведение флюса после охлаждения: сохраняет ли он агрессивность к металлу при комнатной температуре или нет.
Правильный выбор определяется тремя параметрами: паяемый металл, температура процесса и требования к остаткам.
Вопрос отмывки — один из наиболее критичных в ответственных применениях. Остатки активных флюсов содержат хлориды, органические кислоты и иные агрессивные соединения, которые в присутствии влаги продолжают разрушать металл. Коррозионное повреждение может проявляться спустя недели и месяцы и нередко является скрытой причиной отказа паяного соединения.
Флюсы no-clean (ROL0 по IPC J-STD-004C) оставляют после пайки остатки, которые при соблюдении рекомендуемого термопрофиля не вызывают коррозии и соответствуют требованиям по сопротивлению изоляции в стандартных условиях эксплуатации. Однако даже они требуют удаления, если изделие работает в условиях повышенной влажности или перед нанесением лакового покрытия (conformal coating): остатки флюса снижают адгезию покрытия к подложке и могут быть источником коррозии под ним.
Остатки водорастворимых органических флюсов удаляют горячей деионизированной водой при 60–70 °C не позднее чем через 1–2 часа после пайки. Хлоридные флюсы (паяльная кислота, нашатырь) смывают немедленно после остывания, после чего зону пайки нейтрализуют 2–5 % раствором пищевой соды (NaHCO₃) и повторно промывают чистой водой.
Флюс для пайки — технологический материал, от правильного выбора которого зависит качество и надёжность соединения. Классификация по ГОСТ 19250-73 охватывает пять признаков: температурный диапазон активности, природу растворителя, природу активатора, механизм действия (защитные, химического действия, электрохимического действия, реактивные) и агрегатное состояние. Международный стандарт IPC J-STD-004C дополняет её четырёхзначным кодом — например, ROL0 для флюсов no-clean в электронике. Выбор конкретного вида флюса определяется паяемым металлом и рабочей температурой: нейтральные канифольные составы — для электроники, кислотные — для стальных конструкций, бура и бораты — для высокотемпературной пайки при 800–1150 °C, специальные флюсы — для алюминия и нержавеющей стали.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.